Установка для синтеза углеродного наноматериала

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ СИНТЕЗА УГЛЕРОДНОГО НАНОМАТЕРИАЛА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Жданок Сергей Александрович Крауклис Андрей Владимирович Самцов Птр Петрович Лозников Анатолий Иванович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт теплои массообмена им. А.В.Лыкова Национальной академии наук Беларуси(57) Установка для синтеза углеродного наноматериала, содержащая плазмохимический реактор, состоящий из кварцевой трубки, катода, подключенного к источнику энергии,элементов системы газоснабжения, термопар и анода, связанного с камерой осаждения с коаксиально установленным по центру телом, отличающаяся тем, что камера осаждения дополнительно снабжена системой автоматического сбора получаемого углеродного наноматериала, которая состоит из счищающих лопаток, установленных в зазоре между коаксиально установленным по центру телом и стенкой камеры осаждения, причем лопатки закреплены на коромысле и связаны с приводом вращения. 51692009.04.30 Предлагаемое техническое решение относится к области изготовления и обработки наноструктур, в частности к установкам для получения углеродных наноматериалов, содержащих многостенные углеродные нанотрубки, углеродные нановолокна и частицы нанографита, и может быть использовано для создания полимерных нанокомпозитов, применяемых в машиностроении, приборостроении, химической промышленности, авиастроении,электронике, электротехнике и других отраслях народного хозяйства. Известна установка для синтеза углеродного наноматериала, содержащая плазмохимический реактор, состоящий из кварцевой трубки, катода, подключенного к источнику энергии, элементов системы газоснабжения, термопар и анода с центральным отверстием,связанного с камерой осаждения углеродного наноматериала в виде цилиндрического стакана с установленным в нем металлическим стержнем (коаксиально установленное по центру тело) 1 (прототип). Указанная установка работает следующим образом. В кварцевую трубку подается рабочая газовая смесь через систему газоснабжения. Источник энергии обеспечивает зажигание и дальнейшее горение разряда. Обработка рабочей газовой смеси происходит в зоне между катодом и анодом плазмой высоковольтного разряда. После обработки разрядом рабочей газовой смеси синтезированный углеродный наноматериал вместе с потоком газа направляется в камеру осаждения через отверстие в аноде. Образовавшийся углеродный наноматериал осаждается на стенках камеры и поверхности установленного по центру тела. Когда слой полученного наноматериала достигает определенной толщины, скорость образования углеродного наноматериала снижается. Появляется необходимость затраты времени на сбор полученного углеродного наноматериала, включающий такие операции, как охлаждение установки, разборка-сборка,сбор углеродного наноматериала. Таким образом, недостатком указанной установки является ее низкая производительность. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности установки для синтеза углеродного наноматериала путем автоматизации сбора синтезированного углеродного наноматериала. Задача решается следующим образом. Известная установка для синтеза углеродного наноматериала содержит плазмохимический реактор, состоящий из кварцевой трубки, катода, подключенного к источнику энергии, элементов системы газоснабжения, термопар и анода, связанного с камерой осаждения с коаксиально установленным по центру телом. Согласно предлагаемому техническому решению, камера осаждения дополнительно снабжена системой автоматического сбора получаемого углеродного наноматериала, включающей счищающие лопатки, установленные в зазоре между коаксиально установленным по центру телом и стенкой камеры осаждения, причем лопатки закреплены на вращающемся коромысле, связанном с приводом вращения. На фигуре изображен общий вид схемы предлагаемой установки. Установка содержит плазмохимический реактор, который включает кварцевую трубку 1,в верхней части которой размещен катод 2, подключенный к источнику энергии 3. В нижней части кварцевой трубки 1 расположены заземленный анод 4 с центральным отверстием и система газоснабжения 5. Камера 6 осаждения углеродного наноматериала содержит коаксиально установленное по центру тело 7 и элементы системы автоматического сбора получаемого углеродного наноматериала, включающие в себя счищающие лопатки 8, установленные в зазоре между телом 7 и стенкой камеры 6, которые закреплены на вращающемся от привода 9 коромысле 10. Контроль температуры осуществляется с помощью термопар 11, расположенных на поверхностях осаждения углеродного наноматериала. Установка работает следующим образом. В кварцевую трубку 1 подается подготовленная газовая смесь из системы газоснабжения 5. Зажигание и дальнейшее горение разряда обеспечивает источник энергии 3. Далее происходит обработка рабочей газовой смеси плазмой высоковольтного разряда в зоне 2 51692009.04.30 между катодом 2 и анодом 4. После обработки разрядом рабочей газовой смеси синтезированный углеродный наноматериал вместе с потоком газа направляется в камеру 6 осаждения углеродного наноматериала через отверстие в аноде 4. Частицы углеродного наноматериала осаждаются на стенках камеры 6 и на поверхности тела 7 и по мере его накопления постоянно счищаются лопатками 8, закрепленными на коромысле 10, вращающемся от привода 9. Таким образом, производительность предлагаемой установки повышается, так как процесс сбора наработанного наноматериала полностью автоматизирован. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3